【技术实现步骤摘要】
本披露内容涉及如活检或消融工具等医疗设备相对于靶标的导航和维持这些医疗设备的位置的领域。相关技术说明存在几种常用的医学方法，如内窥镜手术或微创手术，以用于治疗影响包括肝、脑、心、肺、胆囊、肾和骨在内的器官的各种疾病。通常，临床医生采用如磁共振成像(mri)、超声成像、计算机断层扫描(ct)或荧光透视等一种或多种成像方式来识别患者体内的关注区域以及活检或治疗的靶标并最终导航到该关注区域和靶标。在一些手术中，可以利用术前扫描来进行靶标识别和术中引导。然而，可能需要进行实时成像以获得靶标区域更准确的最新图像。此外，可能需要显示医疗设备相对于靶标的当前位置以及其周围的实时图像数据来以安全且准确的方式(例如，在不会对其他器官或组织造成损害的情况下)将医疗设备导航到靶标。例如，已经证明内窥镜方法在导航到患者体内的关注区域时是有用的，并且特别地对于身体的腔网络内的区域(如肺部、血管、结直肠腔和肾管)也是如此。为了实现内窥镜方法，已经开发了导航系统，这些导航系统使用先前获取的mri数据或ct图像数据来生成特定身体部位的三维(3d)渲染、模型或体积。可以利用通过mri扫描或ct扫描生成的所得体积来创建导航规划，以促进将导航导管(或其他合适的医疗设备)通过腔网络推进到关注区域。这些mri或ct扫描通常是在对患者进行任何导航之前的某个点处获取的。在导航期间，可以将如电磁(em)跟踪系统或形状感测跟踪系统等定位或跟踪系统与例如ct数据结合使用，以促进将导航导管引导到关注区域。虽然这些系统是有效的，但始终希望能够对其加以改进。
技术介绍
1、一种具有一个或多个计算机的系统可以被配置为通过在所述系统上安装软件、固件、硬件或其组合来执行特定的操作或动作，这些软件、固件、硬件或其组合在操作时使所述系统执行这些动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来执行特定操作或动作，这些指令在由数据处理装置执行时使所述装置执行这些动作。一个总体方面包括一种导管系统，所述导管系统包括：导管，所述导管被构造用于在患者的腔网络内导航；光学传感器，所述光学传感器与所述导管的远侧部分相关联。所述系统还包括：驱动机构，所述驱动机构包括马达，所述马达联接到所述导管并且被构造为使细长导管的远侧部分进行铰接；以及计算设备，所述计算设备与所述光学传感器和所述驱动机构电通信，所述计算设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有应用程序，所述应用程序当由所述处理器执行时执行以下操作：从所述光学传感器接收图像，在接收到的图像中识别所述腔网络的分叉，以及向所述驱动机构输出信号以使所述导管的远侧部分进行铰接，从而使所述导管的远侧部分与从所述分叉延伸的管腔对准。该方面的其他实施例包括各自被配置为执行这些方法的动作的对应的计算机系统、装置和记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序。
2、实施方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。在所述导管系统中，所述光学传感器附接到所述导管的远侧部分。所述导管系统可以包括电磁传感器，所述电磁传感器与所述导管的远侧部分相关联并且被配置为检测电磁场(em)。所述应用程序当由所述处理器执行时基于检测到的em场输出信号以使所述导管的远侧部分进行铰接。所述应用程序当由所述处理器执行时接收计算机断层扫描(ct)图像，从所述ct图像中检测所述腔网络内靶标的位置，生成所述腔网络的三维(3d)模型，并在所述3d模型内根据所述导管的远侧部分的位置以及靶标生成路径。所述应用程序当由所述处理器执行时将所述腔网络与所述3d模型配准。所述应用程序当由所述处理器执行时向所述驱动机构输出信号，以随着所述导管在所述腔网络内推进而自主地使所述导管的远侧部分进行铰接。所述驱动机构安装在轨道上，并且其中，所述应用程序当由所述处理器执行时沿着所述轨道推进所述驱动机构，以将所述导管推进到所述腔网络中。所述导管系统可以包括手柄，所述手柄被构造用于对所述导管进行手动推进和旋转。所述导管被构造为接纳活检或治疗工具。所描述技术的实施方式可以包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件。
3、本披露内容的另一方面涉及一种方法，所述方法包括从患者的腔网络内的导管上的光学传感器接收一个或多个图像。所述方法还包括基于所述一个或多个图像向联接到所述导管的驱动机构输出信号，以使所述导管的远侧部分进行铰接。所述方法还包括基于所述一个或多个图像确定所述导管的远侧部分已经到达某一位置。所述方法还包括接收计算机断层扫描(ct)图像。所述方法还包括检测ct图像数据中的靶标。所述方法还包括基于所述ct图像数据生成所述腔网络和所述靶标的3d模型。所述方法还包括确定从所确定的所述导管的远侧部分的位置通过所述腔网络到达所述靶标的路径。该方面的其他实施例包括各自被配置为执行这些方法的动作的对应的计算机系统、装置和记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序。
4、实施方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。所述方法可以包括从与所述导管相关联的传感器接收电磁(em)传感器数据。所述方法可以包括基于接收到的em传感器数据将所述3d模型配准到所述腔网络。所述方法可以包括基于所述em传感器数据检测所述导管在所述腔网络内的推进情况。所述方法可以包括基于所述em传感器数据向所述驱动机构输出信号以使所述导管的远侧部分进行铰接。所述方法可以包括检测所述导管在所述腔网络内从所确定的所述导管的远侧部分的位置到所述靶标的推进情况，并基于检测到的推进情况向所述驱动机构输出信号以使所述导管的远侧部分进行铰接，从而沿着所确定的路径通过所述腔网络。所述方法可以包括自主地向所述驱动机构输出信号以使所述导管的远侧部分进行铰接。所述驱动机构安装在轨道上，并且所述方法可以包括向所述驱动机构输出信号以沿着所述轨道推进所述驱动机构，从而将所述导管推进到所述腔网络中。所述方法可以包括识别所述靶标上用于收集活检样本的一个或多个位置。所述导管位置是基于活检工具或所述导管的至少一种特性。所描述技术的实施方式可以包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件。
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1.一种导管系统，包括：
2.如权利要求1所述的导管系统，其中，所述光学传感器附接到所述导管的远侧部分。
3.如权利要求1所述的导管系统，进一步包括电磁传感器，所述电磁传感器与所述导管的远侧部分相关联并且被配置为检测电磁场(EM)。
4.如权利要求1所述的导管系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时接收计算机断层扫描(CT)图像，从所述CT图像中检测所述腔网络内靶标的位置，生成所述腔网络的三维(3D)模型，并在所述3D模型内根据所述导管的远侧部分的位置以及靶标生成路径。
5.如权利要求4所述的导管系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时将所述腔网络与所述3D模型配准。
6.如权利要求3所述的导管系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时基于检测到的EM场输出信号以使所述导管的远侧部分进行铰接。
7.如权利要求1所述的导管系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时向所述驱动机构输出信号，以随着所述导管在所述腔网络内推进而自主地使所述导管的远侧部分进行铰接。
8.如权利要求1所述的导管系统
9.如权利要求1所述的导管系统，进一步包括手柄，所述手柄被构造用于对所述导管进行手动推进和旋转。
10.如权利要求1所述的导管系统，其中，所述导管被构造为接纳活检或治疗工具。
11.一种方法，包括：
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括从与所述导管相关联的传感器接收电磁(EM)传感器数据。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括基于接收到的EM传感器数据将所述3D模型配准到所述腔网络。
14.如权利要求11所述的方法，进一步包括检测所述导管在所述腔网络内从所确定的所述导管的远侧部分的位置到所述靶标的推进情况，并基于检测到的推进情况向所述驱动机构输出信号以使所述导管的远侧部分进行铰接，从而沿着所确定的路径通过所述腔网络。
15.如权利要求13所述的方法，进一步包括基于所述EM传感器数据检测所述导管在所述腔网络内的推进情况。
16.如权利要求12所述的方法，进一步包括基于所述EM传感器数据向所述驱动机构输出信号以使所述导管的远侧部分进行铰接。
17.如权利要求11所述的方法，进一步包括自主地向所述驱动机构输出信号以使所述导管的远侧部分进行铰接。
18.如权利要求11所述的方法，其中，所述驱动机构安装在轨道上，并且所述方法进一步包括向所述驱动机构输出信号以沿着所述轨道推进所述驱动机构，从而将所述导管推进到所述腔网络中。
19.如权利要求11所述的方法，进一步包括识别所述靶标上用于收集活检样本的一个或多个位置。
20.如权利要求19所述的方法，进一步包括为所述靶标上用于收集活检的每个位置确定导管位置，其中，所述导管位置是基于活检工具或所述导管的至少一种特性。
...【技术特征摘要】
1.一种导管系统，包括：
2.如权利要求1所述的导管系统，其中，所述光学传感器附接到所述导管的远侧部分。
3.如权利要求1所述的导管系统，进一步包括电磁传感器，所述电磁传感器与所述导管的远侧部分相关联并且被配置为检测电磁场(em)。
4.如权利要求1所述的导管系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时接收计算机断层扫描(ct)图像，从所述ct图像中检测所述腔网络内靶标的位置，生成所述腔网络的三维(3d)模型，并在所述3d模型内根据所述导管的远侧部分的位置以及靶标生成路径。
5.如权利要求4所述的导管系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时将所述腔网络与所述3d模型配准。
6.如权利要求3所述的导管系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时基于检测到的em场输出信号以使所述导管的远侧部分进行铰接。
7.如权利要求1所述的导管系统，其中，所述应用程序当由所述处理器执行时向所述驱动机构输出信号，以随着所述导管在所述腔网络内推进而自主地使所述导管的远侧部分进行铰接。
8.如权利要求1所述的导管系统，其中，所述驱动机构安装在轨道上，并且其中，所述应用程序当由所述处理器执行时沿着所述轨道推进所述驱动机构，以将所述导管推进到所述腔网络中。
9.如权利要求1所述的导管系统，进一步包括手柄，所述手柄被构造用于对所述导管进行手动推进和旋转。
10.如权利要求1所述的导管系统，其中，所述导管被构造为接纳活检或治疗工具...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晶，D·M·奥尔滨，J·W·库普，
申请(专利权)人：柯惠有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：
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